Θεωρητικά πιθανές μικροσκοπικές σκουληκότρυπες

Πίστωση: CC0 Public Domain

Οι σκουληκότρυπες διαδραματίζουν βασικό ρόλο σε πολλές ταινίες επιστημονικής φαντασίας, συχνά ως συντόμευση μεταξύ δύο μακρινών σημείων στο διάστημα. Στη φυσική, ωστόσο, αυτές οι σήραγγες στο χωροχρόνο παρέμειναν καθαρά υποθετικές. Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής τον Δρ Jose Luis Blázquez-Salcedo από το Πανεπιστήμιο του Oldenburg παρουσίασε τώρα ένα νέο θεωρητικό μοντέλο στο επιστημονικό περιοδικό Επιστολές φυσικής εξέτασης Αυτό κάνει τα μικροσκοπικά σκουληκότρυπες να φαίνονται λιγότερο υπερβολικά από ό, τι σε προηγούμενες θεωρίες.


Σκουλήκια, όπως μαύρες τρύπες, εμφανίζεται στις εξισώσεις της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, που δημοσιεύθηκε το 1916. Ένα σημαντικό αξίωμα της θεωρίας του Αϊνστάιν είναι ότι το σύμπαν έχει τέσσερις διαστάσεις – τρεις χωρικές διαστάσεις και χρόνο ως την τέταρτη διάσταση. Μαζί σχηματίζουν αυτό που αποκαλούμε χωροχρόνος, και ο χωροχρόνος μπορεί να τεντωθεί και να λυγίσει από τεράστια αντικείμενα όπως αστέρια, ακριβώς όπως ένα λαστιχένιο φύλλο θα κάμπτεται από μια μεταλλική σφαίρα που βυθίζεται σε αυτό.

Η καμπυλότητα του χωροχρόνου καθορίζει πώς κινούνται αντικείμενα όπως διαστημόπλοια και πλανήτες, αλλά και φως. “Θεωρητικά, ο χωροχρόνος θα μπορούσε επίσης να λυγίσει και να κυρτωθεί χωρίς τεράστια αντικείμενα”, λέει ο Blázquez-Salcedo, ο οποίος από τότε έχει μεταφερθεί στο Πανεπιστήμιο Complutense της Μαδρίτης στην Ισπανία. Σε αυτό το σενάριο, μια σκουληκότρυπα θα ήταν μια εξαιρετικά καμπύλη περιοχή στο χωροχρόνο που μοιάζει με δύο διασυνδεδεμένες χοάνες και συνδέει δύο μακρινά σημεία στο διάστημα, όπως μια σήραγγα. “Του μαθηματική προοπτική μια τέτοια συντόμευση θα ήταν δυνατή, αλλά κανείς δεν έχει παρατηρήσει ποτέ μια πραγματική σκουληκότρυπα », εξηγεί ο φυσικός.

Επιπλέον, μια τέτοια σκουληκότρυπα θα ήταν ασταθής. Εάν, για παράδειγμα, ένα διαστημόπλοιο πέταξε ως ένα, θα κατέρρευε αμέσως σε μια μαύρη τρύπα – ένα αντικείμενο στο οποίο η ύλη θα εξαφανιζόταν, ποτέ δεν θα μπορούσε να δει ξανά. Η σύνδεση που παρείχε σε άλλα μέρη του σύμπαντος θα διακοπεί. Προηγούμενα μοντέλα υποδηλώνουν ότι ο μόνος τρόπος για να διατηρήσετε το σκουληκότρυπα ανοιχτό είναι να χρησιμοποιήσετε κάποια μορφή εξωτικής ύλης που έχει αρνητική μάζα, ή με άλλα λόγια ζυγίζει λιγότερο από τίποτα, και η οποία υπάρχει μόνο στη θεωρία. Ωστόσο, ο Blázquez-Salcedo και οι συνάδελφοί του Δρ. Christian Knoll από το Πανεπιστήμιο του Oldenburg και Eugen Radu από το Universidade de Aveiro στην Πορτογαλία αποδεικνύουν στο μοντέλο τους ότι οι σκουληκότρυπες θα μπορούσαν επίσης να περάσουν χωρίς τέτοιο υλικό.

Οι ερευνητές επέλεξαν μια σχετικά απλή «ημι-κλασική» προσέγγιση. Συνδύασαν στοιχεία της θεωρίας της σχετικότητας με στοιχεία της κβαντικής θεωρίας και της κλασικής ηλεκτροδυναμικής θεωρίας. Στο μοντέλο τους, θεωρούν μερικά στοιχειώδη σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια και το ηλεκτρικό τους φορτίο ως ύλη που πρέπει να περάσει μέσα από την σκουληκότρυπα Σαν ένα μαθηματική περιγραφή, επέλεξαν την εξίσωση Dirac, έναν τύπο που περιγράφει τη συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας ενός σωματιδίου ως συνάρτηση του κβαντικού θεωρία και σχετικότητα ως το λεγόμενο πεδίο Dirac.

Όπως αναφέρουν οι φυσικοί στη μελέτη τους, είναι η συμπερίληψη του πεδίου Dirac στο μοντέλο τους που επιτρέπει την ύπαρξη σκουληκότρυπας που μπορεί να διασχίσει η ύλη, υπό την προϋπόθεση ότι η αναλογία μεταξύ του ηλεκτρική φόρτιση και η μάζα του σκουληκότρυπα υπερβαίνει ένα ορισμένο όριο. Εκτός από την ύλη, τα σήματα – για παράδειγμα ηλεκτρομαγνητικά κύματα – θα μπορούσαν επίσης να περάσουν από μικροσκοπικές σήραγγες στο διάστημα. Οι μικροσκοπικές σκουληκότρυπες που διατυπώθηκαν από την ομάδα πιθανότατα δεν θα ήταν κατάλληλες για διαστρικά ταξίδια. Επιπλέον, το μοντέλο θα πρέπει να τελειοποιηθεί περαιτέρω για να προσδιοριστεί εάν τέτοιες ασυνήθιστες κατασκευές θα μπορούσαν πράγματι να υπάρχουν. «Πιστεύουμε ότι οι σκουληκότρυπες μπορούν επίσης να υπάρχουν σε ένα πλήρες μοντέλο», λέει ο Blázquez-Salcedo.


Οι σκουληκότρυπες μπορεί να παραμονεύουν στο σύμπαν – και νέες μελέτες προτείνουν τρόπους για να τα βρουν


Περισσότερες πληροφορίες:
Jose Luis Blázquez-Salcedo et al., Διαπερατά σκουλήκια στη θεωρία του Αϊνστάιν-Dirac-Maxwell, Επιστολές φυσικής εξέτασης (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.101102

Παρέχεται από το Πανεπιστήμιο του Oldenburg

Παραθέτω, αναφορά: Θεωρητικά πιθανές μικροσκοπικές τρύπες (2021, 9 Μαρτίου) ανακτήθηκαν στις 10 Μαρτίου 2021 από https://phys.org/news/2021-03-microscopic-wormholes-theory.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για πληροφορίες.

READ  Πριν από 105.000 χρόνια στην έρημο της Καλαχάρης, οι άνθρωποι εφηύραν μια πολύπλοκη κουλτούρα

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *